农杆菌介导的冷诱导基因水稻遗传转化体系的建立

利用农杆菌介导技术,以Bar基因为筛选标记,用高山离子芥的冷诱导基因Cbcor15a侵染水稻品种日本晴的愈伤组织,经分化诱导后获得了再生植株。经Cef和PPT筛选,共获得转化Cbcor15a基因的日本晴再生苗9株;经PCR检测和Basta涂抹实验,结果证明有6株再生苗呈阳性。本遗传转化体系的建立可为利用转Cbcor15a基因选育具有耐冷性的水稻新品种提供参考。

野生黄花苜蓿冷诱导基因克隆及序列分析

根据紫花苜蓿抗寒基因cas15B(登录号:L12462)的cDNA序列,设计1对特异引物,以经过低温胁迫的黄花苜蓿总RNA为模板,采用RT-PCR方法克隆获得了550bp的cDNA片段。测序和序列分析结果表明,扩增片段长度为550bp,编码159个氨基酸。主要由Gly(甘氨酸)、Glu(谷氨酸)、His(组氨酸)、Lys(赖氨酸)这4种氨基酸组成,占总量的70%。含1个重复了5次的10肽基序,其序列为Lys-Gly-Glu-Gln-His-Gly-His(Phe)-Val(Leu)-Gly-Gly。经序列比较分析,该片段与紫花苜蓿冷诱导基因CAS15B的核苷酸、氨基酸的同源性均为90%,命名为MfCAS15-1。亚细胞结构定位分析结果显示,MfCAS15-1是一种定向到核的蛋白,在调节或维持核的结构与功能方面起作用。本研究在黄花苜蓿中成功获得了抗寒基因同源序列,为最终克隆黄花苜蓿MfCAS15-1抗寒基因全长奠定了基础。

新疆雪莲新的内切几丁质酶类冷诱导基因的分离、克隆和测序

通过RT-PCR技术,从经低温驯化的新疆雪莲的叶片中分离克隆了1个新的基因。实验证明,此基因的转录是由低温诱导激活,且随着雪莲低温驯化时间的推移,转录本的量明显增加。测序结果显示,此基因全长643bp,编码200个氨基酸。序列分析发现,此基因属于Ⅱ类内切几丁质酶基因。初步预测此基因的编码产物可能具有抗冻活性。

冷诱导基因的转录因子CBF1转化油菜和烟草及抗寒性鉴定

为研究冷诱导基因的转录因子CBFI(C-repeat binding factor)基因对植物抗寒的作用,利用PCR技术从拟南芥菜(Arabidopsis thaliana)中扩增并克隆了该转录因子,并将其与CaMV 35S启动子融合构建成植物表达载体pBPCBF1。以农杆菌介导的叶盘法,分别转化了油菜和烟草。经PCR程序的DNA分析和Southern杂交对具有卡那霉素抗性的再生植株进行了鉴定,表明CBFl基因已整合进烟草和油菜基因组中。以电解质渗漏法分别检测了转化的油菜和烟草的抗寒性,结果显示转基因油菜的抗寒性较未转基因油菜有明显提高,转基因烟草抗寒性也有一定的提高。因此利用对转录因子的调控来提高植物的抗寒性可能有很好的应用前景。

编码S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶的草菇冷诱导基因Cor3功能验证

将草菇(Volvariella volvacea)冷诱导基因Cor3cDNA序列经EcoR I酶切克隆到原核表达载体pPROK-1中,转化大肠杆菌(Escherichia coli)JM109,经异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)诱导表达、分离纯化发现该蛋白的分子量约为43kD,等电聚焦电泳结果表明,该蛋白的等电点为6.1,HPLC检测说明合成方向的酶活性为每毫克蛋白每分钟4.5μmol,DNTB与同型半胱氨酸颜色反应测定水解方向的酶活性为每毫克蛋白每分钟0.7μmol,根据上述特性可以确定草菇冷诱导基因Cor3所编码的蛋白是S-腺苷同型半胱氨酸水解酶(SAHH)。

柑橘冷诱导基因及其启动子表达载体构建与瞬时表达分析

目的：以YFP为报告基因，构建柑橘冷诱导基因及其启动子的植物表达载体。方法：克隆获得枳冷诱导基因Ptcor8及其启动子pPtcor8，柠檬中同源基因Clcor8及其启动子pClcor8；双酶切含启动子的克隆载体和植物表达原始载体plD4，连接获得含启动子的中间载体；再双酶切含冷诱导基因的克隆载体和中间载体，连接后获得重组质粒；通过冻融法将重组质粒导入农杆菌EHA105中。

应用cDNA-AFLP技术分离草菇冷诱导表达基因

采用cDNA-AFLP技术筛选获得了5个草菇冷诱导表达基因片段VC1、VC2、VC3、VC4和 VC5。测序结果表明,5个DNA片段大小分别为247bp、219bp、172bp、350bp和171bp。同源性BLAST 搜索结果显示,VC1、VC2、VC3、VC4和VC5片段目前都没有同源的核酸序列;VC1片段翻译的蛋白质序 列与粗糙脉孢菌(Neurosporacrassa)的假拟蛋白具有一定的同源性,VC2片段翻译的蛋白质序列与水稻的 AMP脱氨酶具有一定的同源性,VC3片段翻译的蛋白质序列与Daniorerio的糖原合酶激酶3α具有较高的 同源性,VC4片段翻译的蛋白质序列与Leuconostocmesenteroides的假拟蛋白有一定的同源性,VC5片段翻译 的蛋白质序列没有搜索到同源序列。

LsICE1基因表达及调控转基因水稻抗冷通路研究

LsICE1基因是从生菜中分离的一个低温胁迫转录因子,过表达LsICE1基因的转基因水稻提高了抗寒能力。LsICE1基因在生菜的根、茎、叶中为组成型表达,其中叶的表达量较强。LsICE1基因的表达水平能被冷、ABA和NaCl处理所上调,但不被脱水处理上调。卡方测验表明,转基因T1水稻潮霉素抗性发生了3∶1抗性分离模式,大多数转基因植株中LsICE1基因是以单拷贝、单位点整合到水稻基因组中。Southern和Northern杂交检测结果表明,3个抗冷的转基因株系中LsICE1基因均是以单拷贝、单位点整合到水稻基因组中,并正常表达。冷胁迫下,LsICE1基因的超表达对水稻的OsDREB1A基因影响较大,表明LsICE1基因对转基因水稻抗寒性影响依赖OsDREB1冷反应通路。

RsICE1基因表达和转基因水稻抗冷通路研究

以萝卜幼苗和水稻T1代转RsICE1基因(从抗寒萝卜植株中分离的一个编码碱性-螺旋-环-螺旋低温胁迫转录因子,HQ891287)株系为材料,通过半定量RT-PCR及实时定量PCR等方法,分析RsICE1基因的表达、水稻转基因株系中RsICE1基因的遗传及冷诱导基因的表达情况。结果显示:(1)半定量RT-PCR分析表明,RsICE1基因在萝卜的根、茎、叶中为组成型表达,在幼苗根和茎中表达量较强;RsICE1基因的表达水平能够被冷处理和NaCl处理诱导上调表达,但ABA和脱水处理无上调作用。(2)卡方测验表明,水稻转基因T1代潮霉素抗性发生了3∶1分离模式;Southern和Northern杂交结果表明,4个抗冷转基因株系中RsICE1基因均以单拷贝、单位点整合到水稻基因组并正常表达。(3)实时定量PCR分析表明,冷胁迫下,RsICE1基因超表达但对水稻OsDREB1A(AF300970)、OsDREB1B(AF300972)、OsDREB1F(AY785897)基因表达没有影响,表明RsICE1基因对转基因水稻抗寒性的影响不依赖OsDERB1冷反应通路。

BcICE1基因表达模式及调控转基因水稻抗冷通路研究

以大白菜幼苗和水稻T1代转BcICE1基因株系为材料,通过半定量RT-PCR及实时定量PCR等方法,研究BcICE1基因表达模式、水稻转基因株系中BcICE1基因的遗传及冷反应基因的表达情况。半定量RT-PCR分析表明,BcICE1基因在大白菜的根、茎、叶中为组成型表达,其中茎和叶的表达量较强;BcICE1基因的表达水平能被冷、ABA和NaCl处理所上调,但不被脱水处理上调。卡方测验表明,水稻转基因T1代潮霉素抗性发生了3:1分离模式。Southern和Northern杂交结果表明,3个抗冷转基因株系中BcICE1基因均是以单拷贝、单位点整合整合到水稻基因组中,并正常表达。实时定量PCR分析表明,冷胁迫下,BcICE1基因的超表达对水稻的OsDREB1F基因影响较大,表明BcICE1基因对转基因水稻抗寒性的影响依赖OsDERB1冷反应通路。

茶树-冷驯化相关的胞外多肽信号基因CsCOR1的功能机理

我校生命科学学院教授李先文博士获批2012年度国家自然科学基金项目：茶树一冷驯化相关的胞外多肽信号分子基因CsCOR1的功能机理，项目编号31271）727．李先文博士长期从事茶树等常绿木本植物冷驯化机理的研究．尽管冷驯化研究在拟南芥等草本植物已进行得较为广泛和深入，且已认识到：冷驯化涉及多重增强植物抗低温反应的启动，激活了大量冷诱导基因的表达，这些冷反应基因的激活至少涉及依赖胞苷酸重复元件结合因子（CBF）和不依赖CBF两条不同的信号转导途径．但是木本植物的冷驯化与草本植物有所不同。

植物抗寒性基因工程研究进展

导入外源基因提高植物抗逆性已成为现代植物育种主要手段 ,阐述了动物抗冻蛋白及其转基因植物、植物冷诱导基因、脂肪酸去饱和酶基因、SOD基因、脯氨酸基因、植物抗冻蛋白及其转基因植物抗寒性基因工程的研究进展。

植物抗冻基因工程研究进展

提高作物的抗冻性对于提高作物产量有着非常重要的意义。目前,对冷诱导基因、CBF、ICE、抗冻蛋白基因、脂肪酸去饱和酶基因、脯氨酸基因、SOD基因与抗冻的关系进行了广泛的研究,研究表明对这些抗冻相关基因进行转基因,可以提高植物的抗冻性。而一些抗冻基因应用到作物上,也可以提高作物的抗冻性。

植物抗冻基因最新研究进展

低温冻害使许多植物生存受到严重危害,全球每年因低温冻害造成的农作物损失高达数千亿元。研究并提高植物抗冻性具有重要理论和现实意义。目前,通过对冷诱导基因、CBF、ICE、抗冻蛋白基因、脂肪酸去饱和酶基因、脯氨酸基因、SOD基因等与抗冻相关的基因的研究表明,将这些抗冻相关基因进行转基因,可以提高植物的抗冻性。现综述植物抗冻性基因的类型及其抗冻转基因植物最新研究进展。

植物抗寒基因工程研究进展

本文评述了近年来有关植物抗寒生理及分子生物学方面的研究进展 ,对冷诱导基因的功能、诱导调控以及抗寒转基因策略等做一总结。

植物抗寒基因工程研究进展

本文评述了近年来有关植物抗寒生理及分子生物学方面的研究进展 ,对冷诱导基因的功能、诱导调控以及抗寒转基因策略等做了总结。

草菇S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶同源基因Cor3低温条件下的表达变化

将草菇(Volvariella volvacea)菌株V23和耐低温诱变菌株VH3的菌丝体在4℃下处理不同时间后,采用荧光定量PCR技术中的双标准曲线法研究了S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶同源基因Cor3的表达变化。结果显示,低温处理后,草菇V23菌株的Cor3基因表达量随处理时间的延长呈不断下降趋势,10h时,其表达量仅为对照的7%。而VH3菌株Cor3基因4℃处理2h表达量明显上升,为对照的1.8倍,处理4h和6h表达量降低,分别为对照的80%和90%,处理8h的表达量又上升,为对照的1.4倍,随后下降,处理10h表达量最低,为对照的60%。根据结果初步推测Cor3基因与草菇低温耐受性具有一定相关性。

鲤与生长性状相关的EST-SSRs标记筛选

以大头鲤(Cyprinus pellegrini Tchang)(母本)与荷包红鲤(Cyprinus carpio wuyuanensis)抗寒品系(父本)杂交产生的F1作为亲本,以其自交F2作为分离群体,结合"拟测交"策略,用EST-SSRs标记对其中92个个体进行基因型检测。利用Windows Map Manager2.0的标记回归法对符合拟测交分离的70个EST-SSRs标记进行单标记回归分析,检测出8个与鲤体长、体高、体厚性状相关的标记。对同一标记不同基因型个体间生长性状进行显著性比较,通过t检验,找到与生长性状相关的基因型。将上述8个EST序列与GenBank数据库进行BLAST比对,有3条EST序列与蛋白库中已知功能的序列高度同源。其中HLJE225与编码斑马鱼(Denio rerio)冷诱导基因RNA结合蛋白的基因同源性水平高达97%,HLJE222与编码斑马鱼DAZ相关蛋白1基因同源性水平也高达97%,HLJE599与编码斑点叉尾(Ictalurus punctatus)核糖体蛋白L6基因的同源水平为87%。本研究鉴定的与鲤生长性状相关的功能基因及有利用价值的基因型,为鲤重要生长性状的QTL(数量性状基因座)定位和分子标记辅助育种提供了一定的依据。

木本植物季节性休眠的分子机制

季节性休眠是多年生木本植物在生态和进化上的一种"权衡"机制,也是植物界多样性生存策略的组成部分。木本植物的休眠反应首先是Ca2+作为信号物质诱导CO/FT基因的表达,进而引起与休眠相关的DAM基因的表达;而低温可以诱导休眠的发生,冷诱导表达的基因CBF和COR在休眠期间也有表达;而与逆境相关的蛋白如脱水蛋白、抗冻蛋白、热激蛋白和热稳定蛋白等也与休眠反应有密切的关系。本文就与木本植物季节性休眠相关的分子机制进行了综述。